DE2310718B2

DE2310718B2 - Magnetschwebebahn

Info

Publication number: DE2310718B2
Application number: DE19732310718
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Ing. 8000 München Karch
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1973-03-03
Filing date: 1973-03-03
Publication date: 1976-06-24
Also published as: CA1013822A; FR2219864B1; FR2219864A1; JPS49135311A; GB1464655A; US3931767A; DE2310718A1

Description

jeuge zu rechnen sein. Zwar kann man diebbezüglich die Tragmagnete stärker dimensionieren, als sie für das Tragen der Fahrzeuge außerhalb der Weiche dimensioniert sein müssen. Dies führt jedoch zu einer beträchtlichen Erhöhung des Eigengewichts der Fahrzeuge, Schließlich ist man aus den genannten Gründen bei der bekannten Führung gezwungen, die Auslenkung der Tragmagnete gegenüber der zugeordneten Tragschiene in engen Grenzen zu halten, so daß mit ihnen nur sehr kleine Seitenkräfte erzeugt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, aufzuzeigen, wie bei einer Magnetschwebebahn dei eingangs genannten Art im Weichenbereich durch primär zum Tragen der Fahrzeuge bestimmte Mittel eine der Anzugskraft der jeweils eingeschalteten Führungsmagnete entgegenwirkende Kraft erzeugt werden kann, ohne daß dazu die Tragmagnete der Fahrzeuge stärker dimensioniert werden müssen. Der Gradient dieser Kraft soll dabei wesentlich größer wählbar sein, als dies z. B. bei der bekannten Führung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst- daß jeder Träger an seiner den Trag- und Führungsschienen abgewandten, inneren Längsseite eine magnetisch leitfähige Schiene als Anker für je eine nur im Weichenbereich befindliche Reihe aus in Horizontallage angeordneten stationären Tragmagneten solcher Anordnung aufweist, daß darunter die zugeordnete Schiene seitlich in eine eine am zugehörigen Träger in Richtung seiner anderen, äußeren Längsseite wirkende Seitenkraft hervorrufende magnetisch unsymmetrisehe Soll-Lage versetzt ist, wenn die auf dieser äuDeren Längsseite desselben Trägers befindlichen Trag- und Führungsmagnete mit der zugeordneten Trag- bzw. Führungsschiene außer Wirkungseingriff kommen.

Bei einer derartigen Anordnung wird also eine der Anzugskraft der jeweils eingeschalteten Führungsmagnete entgegenwirkende Kraft mittels Tragschienen des Fahrzeugs und stationärer Tragmagnete erzeugt, also mittels solcher Magnete, welche ohne Berücksichtigung des Eigengewichtes der Fahrzeuge für eine Doppelfunktion (Tragen und Führen) ausgelegt werden können. Demzufolge kann auch die magnetisch unsymmetrische Versetzung, d. h. die Auslenkung der Schienen des Fahrzeugs gegenüber der jeweils zugeordneten Reihe stationärer Tragmagnete relativ groß sein. Gegenüber der bekannten Anordnung ist somit eine beträchtliche Erhöhung des Gradienten der durch die Tragmagnete bewirkten Seitenkräfte möglich. Zum letztgenannten Zweck kann bei relativ geringer Auslenkung der Schienen der Fahrzeuge gegenüber der jeweiligen Reihe stationärer Tragmagnete auch zusätzlich vorgesehen sein, daß im Weichenbercich bei Soll-Lage der Führungsmagnetc des jeweiligen Trägers gegenüber der zugeordneten Führungsschiene die Tragmagnete dieses Trägers gegenüber der zugeordneten Tragschienen seitlich nach auswärts in pine magnetisch unsymmetrische Lage versetzt sind; hierbei sind natürlich in üblicher Weise die einander paarweise gegenüberliegenden Tragmagnete beider Träger bezogen auf die Fahrzeuglängsachse symmetrisch angeordnet. In diesem Fall ist die der Anzugskraft der jeweils eingeschalteten Führungsmagnete entgegenwirkende Kraft eine Summenkraft aus einer Seitenkraft der stationären Tragmagnete und aus einer Seitenkraft der betreffenden Tragniagnete des Fahrzeugs; demzufolge kann die Auslenkung der Tragmagnete des Fahrzeugs gegenüber der zugeordneten stationären Tragschiene, falls eine solche Auslenkung vorgesehen werden soll, we

sentlich geringer als bei der bekannten Anordnung sein.

Bei einer gemäß dem älteren deutschen Patent 22 01 820 vorgeschlagenen Weiche für eine Magnetschwebebahn mit sogenannter Außenumschließung eines zentralen Tragbalkens durch die Fahrzeuge sind zwar bereits nur in der Weiche wirksame fahrzeugseitige Tragschienen vorgesehen. Diese Tragschienen befinden sich jedoch auf der äußeren Längsseite des jeweiligen Trägers und können in Verbindung mit stationären Tragmagneten ausschließlich eine Tragfunktion erfüllen. Bei dieser Magnetschwebebahn wird das Fahrzeug in der Weiche durch ausschließlich zur Führung bestimmte Mittel geführt, beispielsweise am Weichenanfang einerseits durch eine Fahrzeugseitige Führungsschiene gegenüber stationären Führungsmagneten und andererseits durch fahrzeugseitige Führungsmagnele gegenüber stationären Führungsmagneten. Hierbei befinden sich sämtliche Tragmagnete gegenüber der jeweils zugeordneten Tragschiene bei Soll-Lage der fahrzeugseitigen Führungsmagnete gegenüber den stationären Führungsmagneten oder Führungsschienen in einer magnetisch symmetrischen Lage.

Ausführungsbeispicle der Erfindung und in den Unteransprüchen gekennzeichneter Weiterbildungen sind an Hand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch in

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Anordnung aus Trag- und Führungsschienen sowie aus Reihen-Tragmagneten in Verbindung mit den zugehörigen Trägern im Bereich einer Weiche,

F i g. 2 in einem größeren Maßstab einen Schnitt durch die Weichenanordnung nach Schnittlinie 11-11 der F i g. 1 sowie die Trag- und Führungsorgane eines an dieser Stelle befindlichen Fahrzeugs una

F i g. 3 bis 5 Schnitte, wie F ι g. 2 zeigt durch weitere Weichenanordnungen, welche sich von derjenigen gemäß F i g. 1 durch die Anordnung und Ausbildung der Tragmagnete und -schienen unterscheiden.

Es sei hier vermerkt, daß für die in F i g. 1 dargestellte Weichenanordnung aus Darstellungsgründen eine wesentlich geringere Länge gewählt ist, als dies in Wirklichkeit der Fall sein wird.

Bei der Weiche einer Magnetschwebebahn mit sogenannter Innenumschließung der Fahrzeuge ist gemäß F i g. 1 ein einseitig sich verjüngender Tragbalken 1 zwischen zwei über den gesamten Weichenbereich sich erstreckenden Trägern 2 und 3 für magnetisch leitfähige Trag- und Führungsschienen 4 bzw. 5 angeordnet, welche als Anker für an Fahrbeinen 6 (F i g. 2) eines Fahrzeugs 7 befindliche Trag- bzw. Führungsmagnete 8 bzw. 9 dienen. Dieser Tragbalken 1 erstreckt sich lediglich vom Weichenanfang etwa bis in das durch einen Kreis 10 markierte Herz der Weiche. Hierbei verläuft die gerade Flanke 11 des Tragbalkens 1 parallel zu dem geraden, dem durchgehenden Fahrweg zugeordneten Träger 2. Dagegen verläuft die gekrümmte Flanke 12 des Tragbalkens 1 parallel zu dem entsprechend dem Weichenhalbmesser gekrümmten, dem abzweigenden Fahrweg zugeordneten Träger 3. An jeder Flanke 11 und 12 des Tragbalkens 1 ist eine Reihe von Tragrnagneten 13 vorgesehen, welchen an den Fahrbeinen 6 des Fahrzeugs 7 des weiteren angeordnete magnetisch leitfähige Schienen 14 als Anker dienen.

Der Abstand zwischen dem geraden Träger 2 und der geraden Flanke 11 des Tragbalkens 1 ist so gewählt, daß bei Gcradeausfahrt des Fahrzeugs 7 in der Weiche (F i g. 2) die Schiene 14 seines rechten Fahrbeines 6 unter den Tragmagneten 13 der geraden Flanke

11 zu liegen kommt, wenn die Trag- und Führungsmagnete 8 bzw. 9 dieses Fahrbeines 6 sich gegenüber der zugeordneten Trag- bzw. Führungsschiene 4 bzw. 5 (des gekrümmten Trägers 3) in einer unwirksamen Stellung befinden. In diesem Fall (F i g. 2) können von den s Trag- und Führungsmagneten 8 bzw. 9 des Fahrzeugs 7 nur noch diejenigen des linken Fahrbeines 6 auf die zugeordnete Trag- bzw. Führungsschiene 4 bzw. 5 des geraden Trägers 2 anziehend wirken. Um dennoch das Fahrzeug 7 auch auf der rechten Längsseite in einer Schwebelage zu halten und zugleich in Seitenrichtung zu führen, ist die Schiene 14 des rechten Fahrbeines 6 (in ihrer Wirkstellung) gegenüber den Tragmagneten 13 der geraden Flanke 11 des Tragbalkens 1 (in Richtung des geraden Trägers 2) in eine magnetisch unsymmetrische Lage versetzt Somit üben diese stationären Tragmagnete 13 nicht nur Anzugskräfte vertikaler Wirkungsrichtung (zum Tragen des Fahrzeugs 7) auf die Schiene 14 aus, sondern zugleich noch sogenannte Rückstellkräfte, welche das Fahrzeug 7 gegen die Wirkung der Führungsmagnete 9 des linken Fahrbeines 6 (also nach rechts) zu verschieben versuchen. Unter Ausnutzung dieser Rückstellkräfte wird ein SoIl-Abstand zwischen den Führungsmagneten 9 des linken Fahrbeines 6 und der ihnen zugeordneten Führungsschiene 5 des geraden Trägers 2 eingehalten. Die Regelung der Erregung sowohl der Trag- und Führungsmagnete 8 bzw. 9 des Fahrzeugs 7 als auch der stationären Tragmagnete 13 kann jeweils mittels üblicher Regelkreise zur Einhaltung eines Sollabstandes dieser Magnete zur jeweiligen Schiene erfolgen. Die Regelung der Seitenführung des Fahrzeugs 7 erfolgt zweckmäßig nur mittels seiner Führungsmagnete 9.

Es sei hier nochmals bemerkt, daß die in F i g. 2 für das Fahrzeug 7 gewählte Stellung eine Fahrt ohne Richtungsänderung desselben betrifft Das Tragen und Führen des Fahrzeugs 7 bei einer Fahrtrichtungsänderung (Kurvenfahrt) erfolgt in gleicher Weise; es kommen dann die betreffenden Trag- und Führungsmagnete 8 bzw. 9 des rechten Fahrbeines 6 mit der zugehörigen Trag- bzw. Führungsschiene 4 bzw. 5 des gekrümmten Trägers 3 und die stationären Tragmagnete 13 der gekrümmten Flanke 12 des Tragbalkens 1 mit der Schiene 14 des linken Fahrbeines 6 zur Wirkung.

Wie aus F i g. 1 des weiteren ersichtlich ist. kommen im Herz 10 der Weiche — wo die Reihen-Tragmagnete 13 zwangläufig unterbrochen werden müssen — am Ende des Tragbalkens 1 wieder entweder (bei Geradeausfahrt) die Trag- und Führungsmagnete 8 bzw. 9 des rechten Fahrbeines 6 oder (bei Kurvenfahrt) diejenigen des linken Fahrbeines 6 kurzzeitig zur Wirkung, und zwar gegenüber einer — zur geraden bzw. gekrümmten Flanke 11 bzw. 12 des Tragbalkens 1 parallel verlaufenden Trag- bzw. Führungsschiene 15 bzw. 16. Im Anschluß an diese Trag- und Führungsschiene 15 bzw. 16 kommt dann nochmals die Schiene 14 des rechten oder linken Fahrbeines 6 unter einer Reihe stationärer Tragmagnete 17 in der vorbeschriebenen Weise zu liegen. Am Ende dieser Tragmagnete 17, welche mit den gleichartigen des Tragbalkens 1 fluchten, ist schließlich der Bahnwechsel des Fahrzeugs 7 vollzogen, so daß auf beiden Fahrzeuglängsseiten die Trag- und Führungsmagnete 8 bzw. 9 beider Fahrbeine 6 in Verbindung mit den Trag- bzw. Führungsschienen 4 bzw. 5 das Tragen bzw. Führen übernehmen können.

Wenn bei einer Weichenanordnung der beschriebenen Art der Gradient der den Führungsmagneten 9 entgegenwirkenden Seitenkräfte (Rückstellkräfte) weiter erhöht werden soll, so kann dazu gemäß F i g. 3 noch eine entsprechende seitliche Versetzung der Tragmagnete 8 der Fahrbeine 6 gegenüber der jeweiligen Tragschiene 18 vorgesehen sein. Hierbei sind im Unterschied zu der Anordnung gemäß F i g. 2 die Tragschienen 18 zweckmäßig U-förmig ausgebildet, so daß sich die magnetische Kraftwirkung auf den Bereich ihrer Pole 19 konzentriert.

Bei den Weichenanordnungen gemäß F i g. 1 bis 3 sind für die Fahrbeine 6 des Fahrzeugs 7 U-förmig ausgebildete Schienen 14 vorgesehen. Im Unterschied dazu weisen die Fahrbeine 6 des Fahrzeugs 7 nach F i g. 4 je eine Schiene 20 in der Form eines Winkelprofils, also nur mit einem Pol 21 auf. Die stationären Tragmagnete 22 haben ebenfalls nur einen Pol 23 bzw. einen Kern 24 in der Form eines Winkelprofils, wobei dieser Pol 23 die Magnetspule 25 trägt. Die beiden anderen Schenkel 26 und 27 der Schienen 20 bzw. der Kerne 24 der stationären Tragmagnete 22 sind parallel zueinander angeordnet. Bei dieser Ausbildung der Schienen 20 und Tragmagnete 22 konzentriert sich somit der magnetische Kraftfiuß auf die beiden Pole 2i und 23. was eine Erhöhung des Gradienten der Rückstellkraft zur Folge hat.

Schließlich ist zu bemerken, daß die Fahrbeine 6 des Fahrzeugs 7 auch je eine flache Schiene 28 aufweisen können (F i g. 5). Bei den zugeordneten stationären Tragmagneten 29 trägt dann jeweils der Magnetrücken 30 die Magnetspule 31.

Der Antrieb des Fahrzeugs 7 kann durch einen Linearmotor erfolgen, wobei zweckmäig ein solcher mit beidseitig des Fahrzeugs 7 angeordneten Translatoren in Doppelausführung und mit an den Trägern 2 und 3 befestigten Statoren in Betracht kommt Die Energieversorgung des Fahrzeugs 7 kann mittels Stromschienen erfolgen, welche gegebenenfalls ebenfalls an der Trägern 2 und 3 angeordnet sind

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

J. Magnetschwebebahn, bei der das Fahrzeug
durch in Horizontallage unterhalb desselben angeordnete Tragmagnete gegenüber magnetisch leitfähigen Tragschienen in einer Schwebelage gehalten sowie durch beidseitig in Vertikallage angeordnete Führungsmagnete entlang weiteren magnetisch leitfähigen Führungsschienen in Seitenrichtung io des Fahrzeugs — beidseitig ihres
geführt wird, wobei die Trag- sowie Führungsschie- chen Trägern, und die Tragnen an — im Sinne einer sogenannten Innenumschließung des Fahrzeugs — beidseitig ihres Fahrweges befindlichen Trägern, und die Trag- sowie

Die Erfindung betrifft eine Magnetschwebebahn, bei der das Fahrzeug durch in Horizontallage unterhalb desselben angeordnete Tragmagnete gegenüber magnetisch leitfähigen Tragschienen in einer Schwebelage gehalten sowie durch beidseitig in Vertikallage angeordnete Führungsmagnete entlang weiteren magnetisch leitfähigen Führungsschienen in Seitenrichtung geführt wird, wobei die Trag- sowie Führungsschienen an - im Sinne einer sogenannten Innenumschließung

Fahrzeuglängsachse an der der zugehörigen Trag- bzw. Führungsschiene zugewandten, äußeren Längsseite eines gemeinsamen, unterhalb des Fahrzeugs befindli-

Führungsmagnete'je FaTr'zeugiängsseite a.Tder der ,5 chen Trägers angeordnet sind und bei der im Weichen- * ^{B J} bereich der Bahnwechsel des Fahrzeugs durch die Wir

kung der nur auf einer Fahrzeugseite eingeschalteten Führungsmagnete erfolgt.

Bei einer derartigen bekannten Magnetschwebebahn nach dem älteren Patent DT-PS 20 21 834 läßt sich das Fahrzeug bei entsprechender Regelung der Erregung der Führungsmagnete (in Abhängigkeit von einer An derung des Soll-Abstandes zur jeweiligen Schiene) ständig in einer Mittellage zwischen den Führungs schienen (Seitenschienen) halten. Ein weiterer wesentli eher Vorteil iit darin zu sehen, daß man im Bereich von Weichen ohne jegliche verstellbare Weichenteile auskommen kann. Zum Ansteuern einer gewünschten Fahrtrichtung brauchen lediglich sämtliche Führungs-

zugehörigen Trag- bzw. Führungsschiene zugewandten, äußeren Längsseite eines gemeinsamen, unterhalb des Fahrzeugs befindlichen Trägers angeordnet sind, und bei der im Weichenbereich der Bahnwechsel dos Fahrzeugs durch die Wirkung der nur auf einer Fahrzeugseite eingeschalteten Führungsmagnete erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Träger (Fahrbein 6) an seiner den Trag- und Führungsschienen (4 bzw. 5) abgewandten, inneren Längsseite eine magnetisch leitfähige Schiene (14; 20; 28) als Anker für je eine nur im Weichenbereich befindliche Reihe aus in Horizontallage angeordneten stationären Tragmagneten (13, 17; 22, 17; 29. 17) solcher Anordnung aufweist,

daß darunter die zugeordnete Schiene seitlich in 30 magnete einer Fahrzeugseite außer Betrieb gesetzt zu eine eine am zugehörigen Träger in Richtung seiner werden, und, falls in der Weiche keine Fahrtrichtungsanderen, äußeren Längsseite wirkende Seitenkraft änderung erfolgt, eine der Anzugskraft der jeweils einhervorrufende magnetisch unsymmetrische Soll- geschalteten Führungsmagnete entgegenwirkende Lage versetzt ist, wenn die auf dieser äußeren Kraft erzeugt zu werden. Letzteres geschieht bei einer Längsseite desselben Trägers befindlichen Trag- 35 desweiteren bekannten Magnetschwebebahn (DT-PS und Führungsmagnete (8 bzw. 9) mit der zugeord- 7 07 032) mit sogenannten Hängebahn-Fahrzeugen und neten Trag- bzw. Führungsschiene (4 bzw. 5) außer entsprechend oberhalb derselben verlaufenden Trag-Wirkungseingriff kommen. schienen mittels der geradeaus führenden Tragschiene 2. Magnetschwebebahn nach Anspruch 1. wobei und der zugeordneten, über den Fahrzeugen angeorddie einander paarweise gegenüberliegenden Trag- 40 neten Tragmagnete, welche sich nur im Weichenbemagnete beider Träger bezogen auf die Fahrzeug- reich infolge einer dort vorhandenen einseitigen Verlängsachse symmetrisch angeordnet sind, dadurch schmälerung dieser Tragschiene in einer magnetisch gekennzeichnet, daß im Weichenbereich bei Soll- unsymmetrischen Lage gegenüber ihr befinden. Die Lage der Führungsmagnete (9) des jeweiligen Trä- Folge ist eine sogenannte Rückstell- oder Richtkraft gets (Fahrbein 6) gegenüber der zugeordneten Füh- 45 (Seitenkraft), welche die einander entsprechenden Kanrungsschiene (5) die Tragmagnete (8) dieses Trägers ten der Polflächen der Tragschiene und Tragmagnete

gegenüber der zugeordneten Tragschiene (18) seitlich nach auswärts in eine magnetisch unsymmetrische Lage versetzt sind.

3. Magnetschwebebahn nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß jeder stationäre Tragmagnet (22) einen Kern (24) in der Form eines Winkelprofils aufweist, dessen einen Pol (23) bildender Schenkel die Magnetspule (25) trägt und der Schie-

genau gegenüberzustellen sucht. Durch die Verschmälerung der Tragschiene erhalten somit die Fahrzeuge bei Geradeausfahrt die Neigung, sich von der belreffenden Seitenschiene zu entfernen, was von den mit dieser zusammenwirkenden Führungsmagneten der Fahrzeuge wiederum verhindert wird. Die Fahrzeuge lassen sich bei entsprechender Regelung der Erregung dieser Führungsmagnete in einem bestimmten Abstand

nc (20) des Trägers (Fahrbein 6) entgegen gerichtet 55 zur zugeordneten geradeaus führenden Seitenschiene ist und dessen freier Schenkel (27) sich in einer zur halten.

Ebene der Schiene parallelen Ebene erstreckt. Ein wesentlicher Nachteil einer derartigen Seitenfüh-

A. Magnetschwebebahn nach den Ansprüchen 1 rung von Magnetschwebefahrzeugen im Weichenbe- und i. dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (20) reich unter Verwendung sowohl ihrer Führungs- als des Trägers (Fahrliein 6) die Form eines Winkelpro- 60 auch ihrer Tragmagnete ist darin zu sehen, daß gegenfils hat. dessen einen Pol (21) bildender Schenkel über der freien Strecke bezüglich des Tragens die bei

einer bestimmten Durchflutung erreichbare Maximalkraft vermindert wird. Daher besteht im Weichenbereich insbesondere unter der Wirkung von plötzlich an den Fahrzeugen einwirkenden starken Luftstößen die Gefahr, daß sich die dem verschmälerten Bereich der Tragschiene wird dann mit einer erheblichen Störung des Tragsystems und damit auch der Führung der Fahr-

dem Pol (2.3) des stationären Tragmagneten (22) entgegen gerichtet ist und dessen anderer Schenkel (2b) sich in einer /w Ebene des freien Schenkels (27) des Tragmapneieii parallelen Ebene erstreckt.